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摘要：针对广西电网网架的具体情况，指出电磁环网运行方式对广西电网的影响，研究了2012年广西500kV及220kV电网的电磁环网解环运行方式，通过分析电网的电力平衡关系、N-1稳定校核，提出了广西电网宜采取的解环方案以及采取该方案后需加强的工作。
关键词：电力系统；电磁环网；解环运行；广西电网
作者简介：邓秋荃（1978-），女，广西崇左人，广西电力调度通信中心方式科，工程师，工学硕士，主要研究方向：电力系统计算分析；覃剑（1977-），男，广西柳州人，广西电力调度通信中心方式科，工程师，主要研究方向：电力系统安全稳定控制系统分析。（广西 南宁 530023）
在电磁环网运行的系统中，当高压线路开断时，高压电网传输功率会部分，甚至全部转移到并列的低压线路上，从而可能引起低压线路的传输容量超过其热稳或静态稳定极限，导致热稳定或动稳定性破坏。此外，负荷转移至并联的220kV线路还会使系统无功功率损耗大幅增加，引起受端电压大幅下降，进一步降低稳定极限。在500kV大电网发展到一定规模后，逐步实现220kV电网分区运行已势在必行，各级电压分区运行可解决未来可能出现的短路电流超标问题，在电网运行安全和管理方面有很大优势。广西电网是南方电网的组成部分之一，位于云贵和广东之间西电东送通道的中枢，对整个南方电网的运行起着重要的支撑作用。至2009年底已形成自西向东4个双回500kV交流通道为主的500kV电力网络，220kV网架也得到迅速发展而更为坚强。按照行政区划分，广西电网包括14个供电网区。自2008年开始，广西电网逐步实施500kV与220kV电磁环网解环，但由于基建工程滞后，现有网络结构未能满足解环的要求，多数受电系统内的500kV电网只有单回线路或单台500kV主变供电。因此，除少数几个供电网区外，大都未能彻底实现高低压电磁环网的解环，随之而来的问题也已凸显。如钦州—北海—防城港（简称钦北防）网区的电磁环网运行造成大电源无法送出，最大窝电可达500MW；在500kV线路发生N-1跳闸时导致220kV环网线路过流，被迫采取限电及220kV变电站母联断开运行的措施，大大降低了供电可靠性，运行管理也更为困难。
到2011年底，广西电网将有一批新建500kV变电站投产，原有500kV变电站主变扩建也已投运，500kV网架和220kV结构得到很大发展，为解开电磁环网创造了有利条件。因此，研究2012年广西电网的电磁环网解环方式有重要现实意义。
一、解环原则
在研究解环方案时，以实现分区供电为目标，依托500kV变电站和地区主力电源，应尽量避免由单主变为一个区域供电，尽量不选择500kV站的220kV出线为开环点，保留电厂外送线路。同时兼顾潮流分布的合理性以及电网供电的可靠性，满足供电区内的电力平衡，保证地区电网的安全和N-1方式下的供电可靠性，逐步实现500kV电网和220kV电网解环运行。
解环方案还需进行各种测算，全面评估方案对南方电网、广西电网整体安全水平的影响，包括对N-1功率传输极限、N-2稳定性、第三道防线和小干扰稳定性等多个方面的影响。本文仅从电力平衡和可实现的难易程度方面，在N-1的基础上做分析研究，提出切实可行的2012年电磁环网解环方案。
二、2012年各分区解环方案
1.桂林网区
按2012年电网格局，北部桂林网区已有500kV桂林站2台主变供电，单台容量为750MVA，已具备解环条件，电网结构较为清晰，故可将三回220kV桂林网与柳州网的联络线断开作为解环点（见图1）。
以10％的增长率计算，2012年桂林网供负荷预计为1580MW，网区内有统调220kV电源640MW（不含当地小水电），按每台500kV主变负载率65％计算，总供电能力约为1615MW，正常运行满足用电需求和安全稳定要求，裕度不多，N-1情况下500kV主变负载率125％左右，可采取事故后调度控制措施解决。至2013年初还将有新建500kV桂南站（主变容量1000MVA）投运，满足负荷增长需要，该解环方案适应性较好，切实可行。广西电网解环后各分区电力平衡关系见表1。
注：每台500kV主变最大供电能力按负载率65％计算。
2.河池—柳州—来宾网区
该片网区结构较为复杂，三个网区的220kV线路通过一个500kV终端溯河站相互联系（见图2），形成复杂的网状互联结构，难以找到合适的解环点。既要解开电磁环网，又要兼顾各网区的电力平衡和供电安全，考虑解环方案如下：220kV溯河—莲塘、溯河—合山、贡模—磨东断开作为河池网区和柳州网区的解环点，220kV磨东—安城、B厂母联、象州母联断开作为柳州网区和来宾网区的解环点，将河池、柳州分别作为独立片区，来宾、贵港合为一个独立片区运行（见图3）。
该解环方案的优点是：将500kV溯河与来宾网区之间影响严重的220kV电磁环网解开，柳州网区可有3个500kV变电站共5台500kV主变供电，河池网区有2个500kV变电站共3台500kV主变供电，可靠性较高。从表1可见，柳州网区和河池网区均有充裕的负荷增长空间。但由于500kV溯河站仅有单台500kV主变供电，仍须与河池网区合环供电，形成电磁环网运行。在500kV溯河—来宾之间的双回500kV线路发生N-2故障时，接入500kV电厂只能通过主变下送，将导致500kV溯河站500kV主变过载，220kV系统线路过流。该问题无论是合环还是解环运行均存在，只能通过配置安稳系统切机来保障系统安全，或加强500kV溯河站的500kV线路，彻底解决N-2故障下500kV电厂出力倒灌入220kV系统的问题。从表1电力平衡结果可见，来宾贵港片解环运行后，供电能力不足，须扩建500kV主变容量。
3.南宁—平果片区
南宁网区在2008年已解开与来宾、崇左的电磁环网线路220kV邕州—芦圩、横县—安城、南宁—上龙，但由于钦北防220kV网架较弱，与平果片、钦北防网区的电磁环网仍未解开。待2012年钦州网区220kV久隆—燕岭双回线路投运后，将220kV海港—琴中、南宁—龙湾、西津—燕岭及定忠站220kV母联断开作为解环点，可解开南宁网区与钦北防、平果片环网，彻底实现打开电磁环网运行（见图4）。解环后，南宁网区有2个500kV站共3台500kV主变供电，平果片由两台500kV主变供电，南宁网区、平果片分区独立运行，满足供电需求，南宁网区仍有负荷增长空间。
4.钦北防网区
该网区主干网架发展较缓慢，500kV系统和220kV系统相对薄弱，与南宁网区解环后，仍与玉林网区联系紧密，形成电磁环网运行。因钦北防网区内海港站和久隆站均为单台500kV主变供电，故在500kV玉林二站投产后，考虑将防城港网区、钦州网区合为一个片区，由两台500kV主变联合供电；将北海网区与玉林网区合为一个片区运行，由2个500kV站共3台500kV主变供电，开环点为220kV久隆—冲口、平阳—燕岭。由表1可见，玉林—北海片供电较为充裕，而钦防网区合环运行，用电负荷已接近饱和，再无多余供电能力，急待扩建500kV主变容量。
5.梧州—贺州网区
贺州网区原只有单台500kV主变供电，可靠性差，故须与梧州网区电磁环网运行，由三台500kV主变共同供电。在2011年底贺州500kV扩建第二台主变投产后，考虑将220kV万秀站母联断开作为解环点（见图5）。该解环方案无须断开220kV线路，损失最小，保持了各网区较高的供电可靠性。贺州网区与梧州网区可实现打开电磁环网分区运行，每个网区由两台500kV主变供电。由表1电力平衡可见，梧州—贺州网区解开电磁环网分区运行后，可满足用电需求，并有较大负荷增长裕度。
6.百色—崇左网区
2010年已将220kV平果—桃城、马头—恩隆、南宁—上龙线路解环运行，但至2012年，崇左网区仅有单台500kV主变供电，故需与百色网区2台500kV主变联合供电。百色与崇左网区合并成为独立分区，仍维持与500kV线路形成弱电磁环网运行（见图6）。从电力平衡结果可见，百色—崇左网区主变容量不足，不能满足供电需求，需扩建崇左500kV主变，以满足负荷增长和彻底解开电磁环网运行的需要。
三、结论及建议
2012年电磁环网解环方案根据现有网架结构，结合未来电网网架发展情况，尽可能做到分层分区电力平衡，优化了潮流分布，且解环方案易于实现，开环220kV线路数量最少，电网建设投资少，经济性较高。虽然解环分区运行后220kV电网的供电可靠性势必有所下降，但能解决电磁环网造成的局部电网窝电、220kV线路N-1过流等问题，如钦北防汇集的大量电源送出问题可得到根本解决。
由于广西电网网架尚不够完善，解环工作仍需循序渐进，分步实施，配合有针对性的网架建设，保障解环后的供电可靠性水平。配合上述2012年解环方案，需要进一步加强以下几个方面的工作。
（1）解环后部分片区供电能力不足，来宾贵港片区、百色崇左片区、钦防片区须扩建500kV主变容量。在扩建主变投产前，须配置稳定控制装置，确定合理的切负荷量，解决500kV主变N-1故障下主变过载的问题。
（2）对河池—溯河电磁环网需完善原有的稳定控制装置，确保发生N-2故障时220kV系统的安全稳定。
（3）解环前后电网运行方式的安排和运行控制措施有较大变化，运行调度人员对新的运行方式需要做好相应的调度预案，制定相关措施，确保用户可靠用电。
（4）进一步计算校核严重故障情况下的功角稳定、电压稳定等安全稳定情况，针对解环中可能存在的问题进行对策研究。
参考文献：
[1]侯春青,郑惠萍.2005年山西中南部500kV及220kV电网的电磁环网运行方式研究[J].电网技术,2005,29(10).
[2]广西电力工业勘察设计研究院.广西电力工业发展“十二五”及中长期规划研究[Z].2010.
[3]广西电力调度通信中心.2010年广西电网年度运行方式[Z].2009.
[4]南方电网技术研究中心.2007年南方电网西电东送大通道安全对广西电网网架要求及解决措施研究[Z].2006.
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：电力系统；电磁环网；解环运行；广西电网
作者简介：邓秋荃（1978-），女，广西崇左人，广西电力调度通信中心方式科，工程师，工学硕士，主要研究方向：电力系统计算分析；覃剑（1977-），男，广西柳州人，广西电力调度通信中心方式科，工程师，主要研究方向：电力系统安全稳定控制系统分析。（广西 南宁 530023）
在电磁环网运行的系统中，当高压线路开断时，高压电网传输功率会部分，甚至全部转移到并列的低压线路上，从而可能引起低压线路的传输容量超过其热稳或静态稳定极限，导致热稳定或动稳定性破坏。此外，负荷转移至并联的220kV线路还会使系统无功功率损耗大幅增加，引起受端电压大幅下降，进一步降低稳定极限。在500kV大电网发展到一定规模后，逐步实现220kV电网分区运行已势在必行，各级电压分区运行可解决未来可能出现的短路电流超标问题，在电网运行安全和管理方面有很大优势。广西电网是南方电网的组成部分之一，位于云贵和广东之间西电东送通道的中枢，对整个南方电网的运行起着重要的支撑作用。至2009年底已形成自西向东4个双回500kV交流通道为主的500kV电力网络，220kV网架也得到迅速发展而更为坚强。按照行政区划分，广西电网包括14个供电网区。自2008年开始，广西电网逐步实施500kV与220kV电磁环网解环，但由于基建工程滞后，现有网络结构未能满足解环的要求，多数受电系统内的500kV电网只有单回线路或单台500kV主变供电。因此，除少数几个供电网区外，大都未能彻底实现高低压电磁环网的解环，随之而来的问题也已凸显。如钦州—北海—防城港（简称钦北防）网区的电磁环网运行造成大电源无法送出，最大窝电可达500MW；在500kV线路发生N-1跳闸时导致220kV环网线路过流，被迫采取限电及220kV变电站母联断开运行的措施，大大降低了供电可靠性，运行管理也更为困难。
到2011年底，广西电网将有一批新建500kV变电站投产，原有500kV变电站主变扩建也已投运，500kV网架和220kV结构得到很大发展，为解开电磁环网创造了有利条件。因此，研究2012年广西电网的电磁环网解环方式有重要现实意义。
一、解环原则
在研究解环方案时，以实现分区供电为目标，依托500kV变电站和地区主力电源，应尽量避免由单主变为一个区域供电，尽量不选择500kV站的220kV出线为开环点，保留电厂外送线路。同时兼顾潮流分布的合理性以及电网供电的可靠性，满足供电区内的电力平衡，保证地区电网的安全和N-1方式下的供电可靠性，逐步实现500kV电网和220kV电网解环运行。
解环方案还需进行各种测算，全面评估方案对南方电网、广西电网整体安全水平的影响，包括对N-1功率传输极限、N-2稳定性、第三道防线和小干扰稳定性等多个方面的影响。本文仅从电力平衡和可实现的难易程度方面，在N-1的基础上做分析研究，提出切实可行的2012年电磁环网解环方案。
二、2012年各分区解环方案
1.桂林网区
按2012年电网格局，北部桂林网区已有500kV桂林站2台主变供电，单台容量为750MVA，已具备解环条件，电网结构较为清晰，故可将三回220kV桂林网与柳州网的联络线断开作为解环点（见图1）。
以10％的增长率计算，2012年桂林网供负荷预计为1580MW，网区内有统调220kV电源640MW（不含当地小水电），按每台500kV主变负载率65％计算，总供电能力约为1615MW，正常运行满足用电需求和安全稳定要求，裕度不多，N-1情况下500kV主变负载率125％左右，可采取事故后调度控制措施解决。至2013年初还将有新建500kV桂南站（主变容量1000MVA）投运，满足负荷增长需要，该解环方案适应性较好，切实可行。广西电网解环后各分区电力平衡关系见表1。
注：每台500kV主变最大供电能力按负载率65％计算。
2.河池—柳州—来宾网区
该片网区结构较为复杂，三个网区的220kV线路通过一个500kV终端溯河站相互联系（见图2），形成复杂的网状互联结构，难以找到合适的解环点。既要解开电磁环网，又要兼顾各网区的电力平衡和供电安全，考虑解环方案如下：220kV溯河—莲塘、溯河—合山、贡模—磨东断开作为河池网区和柳州网区的解环点，220kV磨东—安城、B厂母联、象州母联断开作为柳州网区和来宾网区的解环点，将河池、柳州分别作为独立片区，来宾、贵港合为一个独立片区运行（见图3）。
该解环方案的优点是：将500kV溯河与来宾网区之间影响严重的220kV电磁环网解开，柳州网区可有3个500kV变电站共5台500kV主变供电，河池网区有2个500kV变电站共3台500kV主变供电，可靠性较高。从表1可见，柳州网区和河池网区均有充裕的负荷增长空间。但由于500kV溯河站仅有单台500kV主变供电，仍须与河池网区合环供电，形成电磁环网运行。在500kV溯河—来宾之间的双回500kV线路发生N-2故障时，接入500kV电厂只能通过主变下送，将导致500kV溯河站500kV主变过载，220kV系统线路过流。该问题无论是合环还是解环运行均存在，只能通过配置安稳系统切机来保障系统安全，或加强500kV溯河站的500kV线路，彻底解决N-2故障下500kV电厂出力倒灌入220kV系统的问题。从表1电力平衡结果可见，来宾贵港片解环运行后，供电能力不足，须扩建500kV主变容量。
3.南宁—平果片区
南宁网区在2008年已解开与来宾、崇左的电磁环网线路220kV邕州—芦圩、横县—安城、南宁—上龙，但由于钦北防220kV网架较弱，与平果片、钦北防网区的电磁环网仍未解开。待2012年钦州网区220kV久隆—燕岭双回线路投运后，将220kV海港—琴中、南宁—龙湾、西津—燕岭及定忠站220kV母联断开作为解环点，可解开南宁网区与钦北防、平果片环网，彻底实现打开电磁环网运行（见图4）。解环后，南宁网区有2个500kV站共3台500kV主变供电，平果片由两台500kV主变供电，南宁网区、平果片分区独立运行，满足供电需求，南宁网区仍有负荷增长空间。
4.钦北防网区
该网区主干网架发展较缓慢，500kV系统和220kV系统相对薄弱，与南宁网区解环后，仍与玉林网区联系紧密，形成电磁环网运行。因钦北防网区内海港站和久隆站均为单台500kV主变供电，故在500kV玉林二站投产后，考虑将防城港网区、钦州网区合为一个片区，由两台500kV主变联合供电；将北海网区与玉林网区合为一个片区运行，由2个500kV站共3台500kV主变供电，开环点为220kV久隆—冲口、平阳—燕岭。由表1可见，玉林—北海片供电较为充裕，而钦防网区合环运行，用电负荷已接近饱和，再无多余供电能力，急待扩建500kV主变容量。
5.梧州—贺州网区
贺州网区原只有单台500kV主变供电，可靠性差，故须与梧州网区电磁环网运行，由三台500kV主变共同供电。在2011年底贺州500kV扩建第二台主变投产后，考虑将220kV万秀站母联断开作为解环点（见图5）。该解环方案无须断开220kV线路，损失最小，保持了各网区较高的供电可靠性。贺州网区与梧州网区可实现打开电磁环网分区运行，每个网区由两台500kV主变供电。由表1电力平衡可见，梧州—贺州网区解开电磁环网分区运行后，可满足用电需求，并有较大负荷增长裕度。
6.百色—崇左网区
2010年已将220kV平果—桃城、马头—恩隆、南宁—上龙线路解环运行，但至2012年，崇左网区仅有单台500kV主变供电，故需与百色网区2台500kV主变联合供电。百色与崇左网区合并成为独立分区，仍维持与500kV线路形成弱电磁环网运行（见图6）。从电力平衡结果可见，百色—崇左网区主变容量不足，不能满足供电需求，需扩建崇左500kV主变，以满足负荷增长和彻底解开电磁环网运行的需要。
三、结论及建议
2012年电磁环网解环方案根据现有网架结构，结合未来电网网架发展情况，尽可能做到分层分区电力平衡，优化了潮流分布，且解环方案易于实现，开环220kV线路数量最少，电网建设投资少，经济性较高。虽然解环分区运行后220kV电网的供电可靠性势必有所下降，但能解决电磁环网造成的局部电网窝电、220kV线路N-1过流等问题，如钦北防汇集的大量电源送出问题可得到根本解决。
由于广西电网网架尚不够完善，解环工作仍需循序渐进，分步实施，配合有针对性的网架建设，保障解环后的供电可靠性水平。配合上述2012年解环方案，需要进一步加强以下几个方面的工作。
（1）解环后部分片区供电能力不足，来宾贵港片区、百色崇左片区、钦防片区须扩建500kV主变容量。在扩建主变投产前，须配置稳定控制装置，确定合理的切负荷量，解决500kV主变N-1故障下主变过载的问题。
（2）对河池—溯河电磁环网需完善原有的稳定控制装置，确保发生N-2故障时220kV系统的安全稳定。
（3）解环前后电网运行方式的安排和运行控制措施有较大变化，运行调度人员对新的运行方式需要做好相应的调度预案，制定相关措施，确保用户可靠用电。
（4）进一步计算校核严重故障情况下的功角稳定、电压稳定等安全稳定情况，针对解环中可能存在的问题进行对策研究。
参考文献：
[1]侯春青,郑惠萍.2005年山西中南部500kV及220kV电网的电磁环网运行方式研究[J].电网技术,2005,29(10).
[2]广西电力工业勘察设计研究院.广西电力工业发展“十二五”及中长期规划研究[Z].2010.
[3]广西电力调度通信中心.2010年广西电网年度运行方式[Z].2009.
[4]南方电网技术研究中心.2007年南方电网西电东送大通道安全对广西电网网架要求及解决措施研究[Z].2006.
（责任编辑：麻剑飞）